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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Technischer
Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von
Informationen sowie eine Navigationsvorrichtung und insbesondere
eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung, die von Leitstrahlen gelieferte
Positionsinformationen nutzt.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
gibt Fahrzeugnavigationsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik mit
mehreren Funktionen, wie der Funktion der Anzeige einer Straßenkarte
um die aktuelle Fahrzeugposition, der Funktion der Berechnung einer
empfohlenen Route von einem Ausgangspunkt zu einem Bestimmungsort
und der Funktion der Bereitstellung einer Routenführung auf der
Grundlage der berechneten empfohlenen Route. Bei einer derartigen
Fahrzeugnavigationsvorrichtung muß die aktuelle Position des
Fahrzeugs erfaßt
werden. Zu diesem Zweck ist sie mit einem Peilungssensor, der die
Fahrtrichtung erfaßt,
in der sich das Fahrzeug bewegt, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor,
der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, einem GPS-Sensor (GPS,
globales Positionierungssystem), der von einem GPS-Satelliten gesendete GPS-Signale
erfaßt,
und dergleichen ausgestattet.
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Zudem
liefert das (in Japan betriebene) Vehicle Traffic Information Communication
System (VICS, Fahrzeugverkehrsinformationskommunikationssystem) über FM-Multiplexrundfunk,
Lichtleitstrahlen, Funkwellenleitstrahlen und dergleichen Straßenverkehrsinformationen,
wie Staus betreffende Informationen. Über Lichtleitstrahlen und Funkwellenleitstrahlen übertragene
Informationen umfassen zu sätzlich
zu den VICS-Informationen Positionsinformationen, die die Position
angeben, an der die Leitstrahlvorrichtung installiert ist. Daher
können
derartige Leitstrahlpositionsinformationen auch zur Erfassung der
aktuellen Fahrzeugposition verwendet werden.
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Da
gelegentlich jedoch fehlerhafte Positionsinformationen als Leitstrahlpositionsinformationen gesendet
werden, werden sie aufgrund ihrer mangelnden Zuverlässigkeit
nicht sehr häufig
verwendet. Könnten
die Leitstrahlpositionsinformationen unter Gewährleistung eines hohen Grads
an Zuverlässigkeit
genutzt werden, wären
sie extrem nützlich
zum Navigieren eines Fahrzeugs an einer Position, an der kein Kartenabgleich
erzielt werden kann.
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In
der
US 5,774,829 ist
ein Navigationssystem beschrieben, bei dem ein Prozessor so programmiert
wird, daß er
die Unsicherheit der von einem Leitstrahlsignalempfänger und
der von einem Empfänger
für ein
absolutes Positionierungssystem gelieferten Positionsinformationen
bestimmt. Die aktuelle Position einer mobilen Einheit kann durch
die Auswahl der Positionsinformationen mit der geringsten Unsicherheit
bezüglich
der Position aktualisiert werden.
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In
der
JP 08334335 ist
eine Navigationsvorrichtung beschrieben, die die Position des Fahrzeugs auf
der Grundlage der Frage, ob die relative Position innerhalb eines
Meßfehlerbereichs
liegt, entweder auf eine relative Position oder auf eine absolute
Position einstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Informationen, die Informationen mit einer verbesserten
Zuverlässigkeit
nutzt, die durch Verbessern der Zuverlässigkeit von Informationen
mit einer geringen Zuverlässigkeit
erhal ten werden, und insbesondere eine Navigationsvorrichtung zu
schaffen, die Positionsinformationen mit einer durch Verbessern
der Zuverlässigkeit
von Informationen mit einer geringen Zuverlässigkeit verbesserten Zuverlässigkeit
nutzt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Fahrzeugnavigationsvorrichtung zu schaffen, die zur hoch zuverlässigen Nutzung
von über Lichtleitstrahlen
oder Funkwellenleitstrahlen gesendeten Positionsinformationen geeignet
ist.
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Erfindungsgemäß wird eine
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch
1 geschaffen.
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Vorzugsweise
ist die Navigationsvorrichtung eine in einem Fahrzeug installierte
Navigationsvorrichtung, und die Vorrichtung zur Erzeugung von ersten
Positionsinformationen umfaßt
eine Leitstrahlempfangsvorrichtung, die von einer an einer Straße installierten
Leitstrahlvorrichtung gesendete Informationen empfängt und
durch Empfangen von Positionsinformationen, die die Position angeben,
an der die Leitstrahlvorrichtung installiert ist, die ersten Positionsinformationen
erzeugt. In diesem Fall umfaßt die
Vorrichtung zur Erzeugung von zweiten Positionsinformationen vorzugsweise
eine Satellitensignalempfangsvorrichtung, die Positionssignale von Satelliten
empfängt
und die zweiten Positionsinformationen auf der Grundlage der empfangenen
Positionssignale erzeugt.
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Ebenso
umfaßt
die Vorrichtung zur Erzeugung der zweiten Positionsinformationen
vorzugsweise eine Satellitensignalempfangsvorrichtung, die Positionssignale
von Satelliten empfängt
und auf der Grundlage der empfangenen Positionssignale die zweiten
Positionsinformationen erzeugt.
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Desgleichen
ist vorzugsweise ferner eine Bewegungserfassungsvorrichtung vorgesehen,
die die Bewegung der Navigationsvorrichtung erfaßt, wobei die Bewegungserfassungsvorrichtung
die Bewegung der Navigationsvorrichtung erfaßt, die über eine Zeitspanne erfolgt,
die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Vorrichtung zur Erzeugung
der zweiten Positionsinformationen die zweiten Positionsinformationen
erzeugt, und dem Zeitpunkt vergeht, zu dem die Vorrichtung zur Erzeugung
der ersten Positionsinformationen die ersten Positionsinformationen
erzeugt, und die Steuervorrichtung unter Einbeziehung der von der
Bewegungserfassungsvorrichtung erfaßten Bewegung in die den zweiten
Positionsinformationen entsprechende Position eine neue Position
annimmt und die ersten Positionsinformationen als effektive aktuelle
Positionsinformationen verwendet, wenn die den ersten Positionsinformationen
entsprechende Position in bezug auf die neue Position innerhalb
des Fehlerbereichs liegt.
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Zudem
ist vorzugsweise ferner eine Bewegungserfassungsvorrichtung vorgesehen,
die die Bewegung der Navigationsvorrichtung erfaßt, wobei die Bewegungserfassungsvorrichtung
die Bewegung der Navigationsvorrichtung erfaßt, die über eine Zeitspanne erfolgt,
die zwischen einem Zeitpunkt, zu dem die Vorrichtung zur Erzeugung
der zweiten Positionsinformationen die zweiten Positionsinformationen
erzeugt, und einem Zeitpunkt vergeht, zu dem die Vorrichtung zur
Erzeugung der ersten Positionsinformationen die ersten Positionsinformationen
erzeugt, und die Steuervorrichtung unter Berücksichtigung der gefahrenen
Strecke auf der Grundlage der von der Bewegungserfassungsvorrichtung
erfaßten Bewegung
den für
die den Positionsinformationen entsprechende Position eingestellten
Fehlerbereich erweitert.
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Ebenso
erweitert die Steuervorrichtung vorzugsweise unter Berücksichtigung
der zwischen dem Zeitpunkt, zu dem von der Vorrichtung zur Erzeugung der
zweiten Positionsinformationen die zweiten Positionsinformationen
erzeugt werden, und dem Zeitpunkt, zu dem von der Vorrichtung zur
Erzeugung der ersten Positionsinformationen die ersten Positionsinformationen
erzeugt werden, verstrichenen Zeitspanne den für die den zweiten Positionsinformationen entsprechende
Position eingestellten Fehlerbereich.
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Ferner
umfaßt
die Vorrichtung zur Erzeugung der ersten Positionsinformationen
vorzugsweise eine Positionssignalempfangsvorrichtung, die von einer
Positionssignalbereitstellungsvorrichtung gesendete Informationen
empfängt
und durch Empfangen von Positionsinformationen, die die Position
angeben, an der die Positionssignalbereitstellungsvorrichtung installiert
ist, die ersten Positionsinformationen erzeugt.
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Eine
Vorrichtung zur Erzeugung von Informationen umfaßt eine Vorrichtung zur Erzeugung von
ersten Informationen, die erste Informationen als spezifische Informationen
erzeugt, eine Vorrichtung zur Erzeugung von zweiten Informationen,
die zweite Informationen als spezifische Informationen erzeugt, eine
Steuervorrichtung, die unter unterschiedlichen Umständen die
ersten Informationen oder die zweiten Informationen als spezifische
Informationen verwendet. Die zweiten Informationen weisen in bezug auf
die spezifischen Informationen einen vorgegebenen Fehlerbereich
auf, wobei die ersten Informationen einen höheren Genauigkeitsgrad und
einen geringeren Zuverlässigkeitsgrad
als die zweiten Informationen aufweisen und die Steuervorrichtung
die ersten Informationen als die spezifischen Informationen verwendet,
wenn die ersten Informationen innerhalb des Fehlerbereichs der zweiten
Informationen liegen.
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Erfindungsgemäß wird ferner
ein Verfahren zur Erzeugung von Informationen gemäß Anspruch
9 geschaffen.
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Erfindungsgemäß wird ferner
ein Steuerprogramm für
eine Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch
10 geschaffen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Blockdiagramm der Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm der zum Abgleich der Fahrzeugposition mit der
Leitstrahlposition implementierten Steuerung;
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm einer Variante der zum Abgleich der Fahrzeugposition
mit der Leitstrahlposition implementierten Steuerung; und
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4 zeigt,
daß ein
Programm über
ein Sendemedium bereitgestellt wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein Blockdiagramm der Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Vorrichtung zur Erfassung der
aktuellen Position, die die aktuelle Position des Fahrzeugs (die
Fahrzeugposition) erfaßt
und beispielsweise einen Peilungssensor 1a zur Erfassung der
Fahrtrichtung, in der sich das Fahrzeug bewegt, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1b zur
Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, einen GPS-Sensor 1c zur
Erfassung von durch einen GPS-Satelliten gesendeten GPS-Signalen
umfaßt (GPS,
globales Positionierungssystem).
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Der
Peilungssensor 1a, der aus einem Vibrationsgyroskopsensor
oder dergleichen ausgebildet ist, erfaßt die Rotationswinkelge schwindigkeit,
während
das Fahrzeug Kurven durchfährt,
und gibt ein entsprechendes Spannungssignal aus. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1b,
der beispielsweise an der Ausgangswelle des Getriebes des Fahrzeugs montiert
sein kann, gibt einen Impuls aus, der der Fahrzeuggeschwindigkeit
entspricht. Durch die Kombination des Peilungssensors 1a und
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 1b kann eine zweidimensionale
Bewegung des Fahrzeugs erfaßt
werden. Der GPS-Sensor 1c führt auf der Grundlage von empfangenen
GPS-Signalen eine
spezifische, arithmetische Operation aus und stellt die Fahrzeugposition
fest. Bei dieser Ausführungsform
ist für
die von dem GPS-Sensor 1c festgestellte Fahrzeugposition
ein durch einen Kreis mit einem Radius von ca. 100 m repräsentierter
Fehler zulässig.
Es wird darauf hingewiesen, daß die
Fahrzeugposition durch eine Nummer eines durch Unterteilen der Karte
in ein Gitternetzmuster erhaltenen Gitternetzes und Koordinatenwerte
in einem durch weiteres Unterteilen des Gitternetzes auf der Karte
erhaltenen normalisierten X-Y-Koordinatensystem angegeben wird.
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Das
Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Steuerschaltung, die die
gesamte Vorrichtung steuert und aus einem Mikroprozessor und seinen
peripheren Schaltungen zusammengesetzt ist. Die Steuerschaltung 3 führt durch
Ausführen
eines im ROM 12 gespeicherten Steuerprogramms unter Verwendung des
RAM 13 als Arbeitsbereich unterschiedliche Arten von Steuerungen
aus, die später
erläutert
werden. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Eingabevorrichtung
mit verschiedenen Schaltern, über
die der Bestimmungsort des Fahrzeugs und dergleichen eingegeben
werden. Sie umfaßt
einen Joystick zum Bewegen des Cursors und zum Rollen des Bildschirms.
Es wird darauf hingewiesen, daß für die Eingabevorrichtung 4 ein
Fernsteuersystem verwendet werden kann. Zudem können berührungsempfindliche Bildschirmschalter
auf dem Bildschirm vorgesehen sein.
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Das
Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Bildspeicher, in dem auf
einem Anzeigebildschirm 8 anzuzeigende Bilddaten gespeichert
sind, und die Bilddaten werden unter Verwendung von Straßenkartendarstellungsdaten
und unterschiedlichen Typen von grafischen Daten erstellt. Die im
Bildspeicher 7 gespeicherten Bilddaten werden den Erfordernissen entsprechend
ausgelesen und auf dem Anzeigebildschirm 8 angezeigt.
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Das
Bezugszeichen 9 bezeichnet eine FM-Multiplexsenderempfangsvorrichtung,
das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Lichtleitstrahlempfangsvorrichtung
und das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Funkwellenleitstrahlempfangsvorrichtung,
die jeweils von einer FM-Sendestation, einer Lichtleitstrahlvorrichtung
und einer Funkwellenleitstrahlvorrichtung gesendete (nachstehend
als VICS-Informationen bezeichnete) Straßenverkehrsinformationen empfangen.
Lichtleitstrahlvorrichtungen sind über einer Straße installiert
und senden die Informationen unter Verwendung von Infrarotstrahlen.
Funkwellenleitstrahlvorrichtungen sind über oder neben einer Straße installiert
und senden die Informationen unter Verwendung von Funkwellen. Lichtleitstrahlvorrichtungen
und Funkwellenleitstrahlvorrichtungen sind in Japan als Vorrichtungen
bekannt, die VICS-Informationen senden. Das VICS ist das in Japan
betriebene Vehicle Traffic Information Communication System (Fahrzeugverkehrsinformationskommunikationssystem),
das Straßenverkehrsinformationen,
wie Staus betreffende Informationen, sendet.
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Die
VICS-Informationen umfassen Staus betreffende Informationen, Verkehrskontrollen
betreffende Informationen, Parkplätze betreffende Informationen,
Servicebereiche betreffende Informationen und Parkbereiche betreffende
Informationen. Lichtleitstrahlvorrichtungen und Funkwellenleitstrahlvorrichtungen
senden auch Informa tionen, die die Positionen angeben, an denen
die einzelnen Vorrichtungen installiert sind, d.h. Informationen,
die zusätzlich zu
den VICS-Informationen ihre Längen-
und Breitengrade (sekundären
Gitternetzcodes, normalisierten X-Y-Koordinatenwerte) angeben. Die
auf der Grundlage derartiger Positionsinformationen festgestellte
Fahrzeugposition ist genauer als eine durch den GPS-Sensor 1c ermittelte
Fahrzeugposition, da die von einem Leitstrahl gesendeten Positionsinformationen
empfangen werden können,
wenn sich das Fahrzeug direkt unter dem Leitstrahl hindurch bewegt.
Bei dieser Ausführungsform
ist für
die anhand der über
einen Leitstrahl erhaltenen Positionsinformationen festgestellte
Position ein Fehlerbereich von ca. ±50 m zulässig. Zudem wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug
auf einer Straße
mit Leitstrahlvorrichtungen fährt.
Die von Leitstrahlen gelieferten Positionsinformationen enthalten
jedoch gelegentlich fehlerhafte Positionsinformationen, und daher
ist ihre Zuverlässigkeit
geringer als die der von GPS-Signalen gelieferten GPS-Positionsinformationen,
die rigoros kontrolliert werden und einen hohen Grad an Zuverlässigkeit
erreichen.
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Die
Fahrzeugnavigationsvorrichtung führt auf
der Grundlage der von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 zur
Erfassung der aktuellen Position erhaltenen, die aktuelle Position
des Fahrzeugs betreffenden Informationen und der Straßenkartendaten
(der Informationen) in einem Kartenspeicher 2 verschiedene
Arten von Navigationsoperationen aus. Sie zeigt beispielsweise eine
Straßenkarte um
die aktuelle Fahrzeugposition und die aktuelle Fahrzeugposition
auf dem Anzeigebildschirm 8 an und führt den Fahrer entlang der
durch die Routensuche ermittelten Route. Der Kartenspeicher 2 umfaßt eine
CD-ROM 14, die ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern von
Straßenkartendaten
ist, und eine Lesevorrichtung, die die Straßenkartendaten liest. Das Aufzeichnungsmedium
muß keine
CD-ROM sein, statt dessen können
andere Arten von Aufzeichnungsmedium, wie ein Magnetband oder eine
DVD, verwendet werden.
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Wie
bereits erwähnt,
hat die von dem GPS-Sensor 1c ermittelte Fahrzeugposition
einen Fehlerbereich mit einem Radius von ca. 100 m. Wenn sich die
vom GPS-Sensor 1c festgestellte, aktuelle Fahrzeugposition
gemäß den Straßenkartendaten
nicht auf einer Straße
befindet, wird beim Stand der Technik eine Korrektur ausgeführt, um
die Fahrzeugposition mittels eines als Kartenabgleich bezeichneten
Verfahrens auf den Straßenkartendaten
auf eine Straße
einzustellen. Dies ermöglicht durchgehend
eine akkurate Anzeige der Fahrzeugposition auf der Straßenkarte.
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Kartenabgleichoperationen
verlaufen jedoch nicht immer erfolgreich. Scheitern sie, wird die
aktuelle Fahrzeugposition auf der Grundlage der vom Peilungssensor 1a und
vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1b ausgegebenen Signale
erfaßt
und angezeigt. Der Zustand, in dem sich die Markierung für die Fahrzeugposition
so an einer anderen Stelle als auf einer Straße auf der Straßenkarte
bewegt, wird als „freies
Fahren" bezeichnet.
Wird die Strecke, die das Fahrzeug frei fahrend zurücklegt,
länger,
verschlechtert sich die Zuverlässigkeit
der Fahrzeugposition.
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Wenn
das Fahrzeug bei der Ausführungsform
eine Strecke frei gefahren ist, die einer bestimmten Strecke entspricht
oder größer als
diese ist, erfolgt eine Erfassung, um festzustellen, ob von einem Leitstrahl
Positionsinformationen gesendet werden oder nicht, und wenn Positionsinformationen
von einem Leitstrahl verfügbar
sind und bestimmte Bedingungen erfüllt sind, wird mit der den über den
Leitstrahl gelieferten Positionsinformationen entsprechenden (auch
als Leitstrahlposition bezeichneten) Position ein Kartenabgleich
vorgenommen. Dies bedeutet, daß die
Anzeige der Fahrzeugposition durch Umschalten der Anzeige der Fahrzeugposition
des frei fahrenden Fahrzeugs auf die Leitstrahlposition korrigiert
wird. Folgendes ist eine genaue Erläuterung der bei diesem Prozeß implementierten
Steuerung.
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2 ist
ein Ablaufdiagramm der zum Abgleichen der Fahrzeugposition mit einer
Leitstrahlposition implementierten Steuerung. Die Routine gemäß 2 wird über bestimmte
Zeitspannen ausgeführt.
Wenn während
eines Zeitintervalls Fahrzeugpositionsinformationen über den
GPS-Sensor 1c, die Lichtleitstrahlempfangsvorrichtung 10 oder
die Funkwellenleitstrahlempfangsvorrichtung 11 erhalten werden,
werden eine spezielle Flagge oder dergleichen gesetzt und die Routine
ausgeführt.
Die Fahrzeugposition wird auf der Grundlage der durch die Routine
gemäß 2 aktualisierten
Fahrzeugpositionsinformationen auf dem Anzeigebildschirm 8 angezeigt.
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In
der folgenden Erläuterung
wird die über den
GPS-Sensor 1c erhaltene Fahrzeugposition einfach als „GPS-Position" bezeichnet, und
die anhand der GPS-Position und der gefahrenen Strecke, der durch
einen Kartenabgleich aktualisierten Fahrzeugposition oder dergleichen
festgestellte Fahrzeugposition wird einfach als „Fahrzeugposition" bezeichnet. Die
Fahrzeugposition wird auf dem Anzeigebildschirm 8 angezeigt.
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In
einem Schritt S1 werden der Peilungssensor 1a und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1b verwendet,
um die relative Strecke zu erfassen, die das Fahrzeug gefahren ist.
Dies bedeutet, daß die Strecke
berechnet wird, die Fahrzeug zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die
Routine zuletzt ausgeführt
wurde, und dem gegenwärtigen
Zeitpunkt zurückgelegt hat,
zu dem die Routine ausgeführt
werden soll. Die gefahrene Strecke ist eine zweidimensional zurückgelegte
Strecke, die unter Einbeziehung der Fahrtrichtung be rechnet wird.
In einem Schritt S2 wird die GPS-Position auf der Grundlage der
im Schritt S1 erfaßten,
gefahrenen Strecke aktualisiert. Obwohl die GPS-Position jedesmal
aktualisiert wird, wenn ein GPS-Signal empfangen wird, wird unter
Einbeziehung der von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke eine virtuelle
GPS-Position eingestellt, wenn sich das Fahrzeug während eines
Intervalls bewegt.
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In
einem Schritt S3 wird die Fahrzeugposition auf der Grundlage der
im Schritt S1 festgestellten, zurückgelegten Strecke aktualisiert.
Eine neue Fahrzeugposition wird nämlich durch Addieren der im Schritt
S1 festgestellten, zurückgelegten
Strecke zu der aus der letzten Aktualisierung resultierenden Fahrzeugposition
ermittelt.
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In
einem Schritt S4 wird festgestellt, ob während der zwischen der letzten
Ausführung
der Routine und der gegenwärtigen
Ausführung
der Routine verstrichenen Zeitspanne über den GPS-Sensor 1c eine
GPS-Position empfangen wurde oder nicht. Wurde eine GPS-Position erfaßt, wurde
die spezielle Flagge gesetzt, und dementsprechend wird die Flagge überprüft, um festzustellen,
ob sie gesetzt wurde. Wird im Schritt S4 festgestellt, daß GPS-Positionsinfomationen
erfaßt
wurden, wird die Operation mit einem Schritt S5 fortgesetzt, in
dem die GPS-Position entsprechend den Inhalten der neuen GPS-Informationen
aktualisiert wird. Dadurch wird die GPS-Position durch die Erfassung
von GPS-Signalen stets entsprechend den neuesten Inhalten aktualisiert,
und wenn sich ein Fahrzeug während
der Zeitspanne zwischen dem Empfang von GPS-Signalen bewegt, wird die Position entsprechend
der zurückgelegten
Strecke auf eine virtuelle GPS-Position aktualisiert. Wird im Schritt
S4 festgestellt, daß keine
GPS-Position erfaßt
wurde, wird der Schritt S5 übersprungen,
und die Operation wird mit einem Schritt S6 fortgesetzt.
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Im
Schritt S6 wird festgestellt, ob das Fahrzeug gegenwärtig frei
fährt oder
nicht. Wie vorstehend erläutert,
bedeutet „freies
Fahren", daß für die angezeigte
Fahrzeugposition kein Kartenabgleich erfolgte. Genauer wird die
Fahrzeugposition nicht auf einer Straße auf der auf der Grundlage
der im Kartenspeicher 2 gespeicherten Straßenkartendaten
angezeigten Straßenkarte
angezeigt. Der Kartenabgleichprozeß wird durch eine nicht gezeigte
Routine ausgeführt,
und da eine spezielle Flagge gesetzt wird, wenn kein Kartenabgleich
erzielt wird, wird diese Flagge im Schritt S6 überprüft. Wird im Schritt S6 festgestellt,
daß das
Fahrzeug gegenwärtig
frei fährt, wird
die Operation mit einem Schritt S7 fortgesetzt. Im Schritt S7 wird
festgestellt, ob das Fahrzeug eine Strecke, die einer bestimmten
Strecke entspricht oder größer als
diese ist, frei fahrend zurückgelegt hat
oder nicht. Hat das Fahrzeug eine Strecke, die einer bestimmten
Strecke entspricht oder größer als diese
ist, frei fahrend zurückgelegt,
wird die Operation mit einem Schritt S8 fortgesetzt, in dem festgestellt
wird, ob Leitstrahlpositionsinformationen erfaßt wurden oder nicht.
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Der
Begriff Leitstrahlpositionsinformationen bezieht sich in diesem
Zusammenhang auf in von der Lichtleitstrahlempfangsvorrichtung 10 oder
der Funkwellenleitstrahlempfangsvorrichtung 11 empfangenen
Leitstrahlinformationen enthaltene Positionsinformationen. Im Schritt
S8 wird festgestellt, ob während
der zwischen der letzten Ausführung
der Routine und der gegenwärtigen
Ausführung
der Routine verstrichenen Zeitspanne Leitstrahlpositionsinformationen
erfaßt
wurden oder nicht. Wurden Leitstrahlpositionsinformationen empfangen,
wurde die spezielle Flagge gesetzt, und dementsprechend wird die
Flagge überprüft, um festzustellen,
ob sie gesetzt wurde. Sind neue Leitstrahlpositionsinformationen vorhanden,
wird die Operation mit einem Schritt S9 fortgesetzt.
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Im
Schritt S9 wird festgestellt, ob die den Leitstrahlpositionsinformationen
entsprechende (auch als Leitstrahlposition bezeichnete) Position
innerhalb des Fehlerbereichs für
die GPS-Position liegt oder nicht. Wenn die GPS-Position entsprechend
der von dem Fahrzeug zurückgelegten
Strecke aktualisiert wurde, wird dies anhand der aktualisierten,
virtuellen GPS-Position festgestellt. Der Fehlerbereich für die GPS-Position
ist bei dieser Ausführungsform ein
Kreis mit einem Radius von 100 m. Dementsprechend wird festgestellt,
ob die den Koordinaten der Leitstrahlpositionsinformationen entsprechende
Position innerhalb eines Kreises mit einem Radius von 100 m um die
den Koordinaten der GPS-Position oder der virtuellen GPS-Position
entsprechende Position liegt oder nicht, wenn die GPS-Position aktualisiert
wurde. Der Kreis mit einem Radius von 100 m wird als Fehlerkreis
der GPS-Position bezeichnet. Wird im Schritt S9 festgestellt, daß die den
Koordinaten der Leitstrahlposition entsprechende Position innerhalb
des Fehlerkreises der GPS-Position liegt, wird die Operation mit
einem Schritt S10 fortgesetzt. Im Schritt S10 werden die Fahrzeugposition
mit der Leitstrahlposition abgeglichen und die Verarbeitung beendet.
Anders ausgedrückt
wird die Fahrzeugposition auf die den Leitstrahlpositionsinformationen
entsprechende Position aktualisiert.
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Wenn
im Schritt S6 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht frei fährt, wenn
im Schritt S7 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht frei fahrend
eine Strecke zurückgelegt
hat, die einer bestimmten Strecke entspricht oder größer als
diese ist, wenn im Schritt S8 festgestellt wird, daß keine
Leitstrahlpositionsinformationen vorhanden sind, oder wenn im Schritt
S9 festgestellt wird, daß die
den Leitstrahlpositionsinformationen entsprechende Position nicht
innerhalb des Fehlerkreises der GPS-Position liegt, endet die Verarbeitung
ohne einen Abgleich der Fahrzeugposition mit der Leitstrahlposition.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird festgestellt, ob Leitstrahlpositionsinformationen,
die Positionsinformationen liefern, die nicht sehr zuverlässig, aber
hoch genau sind, innerhalb des Fehlerbereichs der sehr zuverlässigen,
aber nicht sehr genauen GPS-Positionsinformationen
liegen oder nicht. Wird festgestellt, daß die Leitstrahlpositionsinformationen innerhalb
des Fehlerbereichs der GPS-Positionsinformationen liegen, werden
dann die Leitstrahlpositionsinformationen, die einen höheren Grad
an Genauigkeit aufweisen, als effektive Positionsinformationen verwendet.
Dadurch wird der Erhalt von Positionsinformationen ermöglicht,
die einen hohen Grad an Zuverlässigkeit
und einen hohen Grad an Genauigkeit gewährleisten. Es wird darauf hingewiesen, daß ein hoher/geringer
Grad an Zuverlässigkeit
bzw. ein hoher/geringer Grad an Genauigkeit im vorstehend benutzten
Sinne einen relativen Grad bei den beiden Typen von Informationen
bezeichnen.
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Im
Schritt S9 wird mit einer entsprechend der von dem Fahrzeug zurückgelegten
Strecke eingestellten virtuellen GPS-Position festgestellt, ob die Leitstrahlposition
innerhalb des Fehlerkreises um die virtuelle GPS-Position liegt
oder nicht. Die vorliegende Erfindung wird durch diese Einzelheiten
jedoch nicht eingeschränkt.
Der Fehlerkreis kann entsprechend der von dem Fahrzeug zurückgelegten
Strecke ausgeweitet werden. Bewegt sich das Fahrzeug nämlich nach
dem Einstellen der Mitte des Fehlerkreises auf die GPS-Position,
kann der Fehlerkreis entsprechend der zurückgelegten Strecke ausgeweitet
werden, um festzustellen, ob die Leitstrahlposition innerhalb des
erweiterten Bereichs liegt, dessen Mitte die GPS-Position ist, oder
nicht. Zudem kann das Ausmaß,
in dem der Fehlerkreis ausgeweitet wird, auf der Grundlage der Zeitspanne
berechnet werden, die seit dem Empfang der GPS-Position verstrichen ist.
Dies bedeutet, daß der
Fehlerkreis entsprechend einem durch Multiplizieren der nach dem
Erhalt der GPS-Position verstrichenen Zeitspanne mit einem spezifischen
Koeffizienten ermittelten Wert ausgeweitet werden kann, um festzustellen,
ob die Leitstrahlposition innerhalb des erweiterten Bereichs liegt
oder nicht.
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– Variante –
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Obwohl
die implementierte Korrektur der Fahrzeugpositionsanzeige der Position
eines frei fahrenden Fahrzeugs vorstehend unter Bezugnahme auf die
Ausführungsform
beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese
Einzelheiten beschränkt
und kann auf ein Fahrzeug angewendet werden, daß nicht frei fährt. So
kann sie beispielsweise auf einen Abgleichvorgang angewendet werden, der
ausgeführt
wird, wenn eine Autobahn und eine Landstraße parallel zueinander verlaufen
und das Fahrzeug auf der Anzeige auf der Landstraße zu fahren
scheint, obwohl es tatsächlich
auf der Autobahn fährt.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm der in einem derartigen Fall implementierten
Steuerung. Den Schritten, die mit denen der Schritte gemäß dem in 2 gezeigten
Ablaufdiagramm übereinstimmende Funktionen
erfüllen,
sind die gleichen Schrittnummern zugeordnet. Genauer erfolgt die
Steuerung gemäß 3 durch
das Verändern
der Reihenfolge, in der die Schritte S6–S9 gemäß 2 implementiert werden,
und durch das Hinzufügen
des Schritts S20.
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Die
in den Schritten S1 bis S5 implementierte Steuerung ist mit der
entsprechenden Verarbeitung gemäß 2 identisch.
Im Schritt S8 wird festgestellt, ob während der zwischen der letzten
Ausführung
der Routine und der gegenwärtigen
Ausführung der
Routine verstrichenen Zeitspanne Leitstrahlpositionsinformationen
empfangen wurden oder nicht. Wurden Leitstrahlpositionsinformationen
erhalten, wurde die spezifische Flagge gesetzt, und dementsprechend
wird die Flagge überprüft, um festzustellen,
ob sie gesetzt wurde. Sind keine neuen Leitstrahlpositionsinformationen
vorhanden, wird der Vorgang mit dem Schritt S9 fortgesetzt. Im Schritt
S9 wird festgestellt, ob die den Leitstrahlpositionsinformationen
entsprechende (nachstehend als Leitstrahlposition bezeichnete) Position
innerhalb des Fehlerbereichs der GPS-Position liegt oder nicht. Wurde
die GPS-Position entsprechend der von dem Fahrzeug zurückgelegten
Strecke aktualisiert, erfolgt diese Feststellung, wie bei der in 2 gezeigten Steuerung,
auf der Grundlage der aktualisierten, virtuellen GPS-Position. Der
Fehlerbereich der GPS-Position ist bei dieser Variante ein Kreis
mit einem Radius von 100 m. Dementsprechend wird festgestellt, ob
die den Koordinaten der Leitstrahlpositionsinformationen entsprechende
Position innerhalb eines Kreises mit einem Radius von 100 m um die den
Koordinaten der GPS-Position oder, wenn die GPS-Position aktualisiert
wurde, der virtuellen GPS-Position entsprechende Position liegt
oder nicht. Dieser Kreis mit einem Radius von 100 m wird als Fehlerkreis
der GPS-Position bezeichnet. Wird im Schritt S9 festgestellt, daß die der
Leitstrahlposition entsprechenden Koordinaten innerhalb des Fehlerkreises
der GPS-Position liegen, wird die Operation mit dem Schritt S6 fortgesetzt.
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Im
Schritt S6 wird festgestellt, ob das Fahrzeug gegenwärtig frei
fährt oder
nicht. Wird im Schritt S6 festgestellt, daß das Fahrzeug gegenwärtig frei fährt, wird
die Operation mit dem Schritt S7 fortgesetzt. Im Schritt S7 wird
festgestellt, ob das Fahrzeug eine Strecke, die einer bestimmten
Strecke entspricht oder größer als
diese ist, frei fahrend zurückgelegt
hat oder nicht. Hat das Fahrzeug eine Strecke, die der bestimmten
Strecke entspricht oder größer als
diese ist, frei fahrend zurückgelegt,
wird die Operation mit dem Schritt S10 fortgesetzt.
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Wird
im Schritt S6 andererseits festgestellt, daß das Fahrzeug nicht frei fährt, wird
die Operation mit dem Schritt S20 fortgesetzt. Im Schritt S20 wird festgestellt,
ob der Abstand zwischen der ermittelten Leitstrahlposition und der
Fahrzeugposition mit einem bestimmten Abstand (beispielsweise 50
m) übereinstimmt
oder größer als
dieser ist oder nicht. Dieser spezielle Abstand repräsentiert
den Fehlerbereich der Leitstrahlempfangsvorrichtung. Die Lichtleitstrahlempfangsvorrichtung 10 und
die Funkwellenleitstrahlempfangsvorrichtung 11 weisen jeweils
einen bestimmten Bereich auf, über
den sie einen Leitstrahl empfangen können. Zudem fährt das Fahrzeug
mit einer bestimmten Geschwindigkeit, und daher weist die auf der
Grundlage der Leitstrahlpositionsinformationen ermittelte Position
einen spezifischen Fehlerbereich auf. Liegt die Fahrzeugposition außerhalb
des Fehlerbereichs, bedeutet dies, daß die Fahrzeugposition aufgrund
eines fehlerhaften Kartenabgleichs oder dergleichen ungenau aktualisiert
wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß bereits im Schritt S9 festgestellt
wurde, daß die
die Leitstrahlposition angebenden Daten zuverlässig sind.
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Wird
im Schritt S20 festgestellt, daß der
Abstand zwischen der Leitstrahlposition und der Fahrzeugposition
dem spezifischen Abstand entspricht oder größer als dieser ist, wird die
Operation mit dem Schritt S10 fortgesetzt. Im Schritt S10 wird die
Fahrzeugposition mit der Leitstrahlposition abgeglichen, und die
Verarbeitung wird beendet. Anders ausgedrückt wird die Fahrzeugposition
auf die den Leitstrahlpositionsinformationen entsprechende Position aktualisiert.
Wird im Schritt S20 festgestellt, daß der Abstand zwischen der
Leitstrahlposition und der Fahrzeugposition nicht dem bestimmten
Abstand übereinstimmt
oder größer als
dieser ist, wird festgestellt, daß die aktuelle Fahrzeugposition
genau ist, und die Verarbeitung endet ohne ihren Abgleich mit der
Leitstrahlposition.
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Wird
im Schritt S8 festgestellt, daß keine neuen
Leitstrahlpositionsinformationen vorhanden sind, wird die Verarbeitung
ebenfalls ohne einen Abgleich der Fahrzeugposition mit der Leitstrahlposition beendet,
wenn im Schritt S9 festgestellt wird, daß die den Leitstrahlpositionsinformationen
entsprechende Position nicht innerhalb des Fehlerkreises der GPS-Position
liegt, oder wenn im Schritt S7 festgestellt wird, daß das Fahrzeug
nicht frei fahrend eine Strecke zurückgelegt hat, die der bestimmten
Strecke entspricht oder größer als
diese ist.
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Selbst
wenn das Fahrzeug nicht frei fährt, wird
durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung unter Verwendung
der Leitstrahlposition zur Implementierung einer genauen Anzeige
der Fahrzeugposition ein Abgleich erzielt, wenn auf der Grundlage der
Feststellung, daß die
Leitstrahlposition zuverlässig
ist, festgestellt wird, daß die
Fahrzeugposition fehlerhaft ist. Diese Verarbeitung kann sehr vorteilhaft
implementiert werden, wenn beispielsweise eine Autobahn und eine
Landstraße
parallel zueinander verlaufen und die Fahrzeugposition durch einen
fehlerhaften Kartenabgleich auf die falsche eingestellt wird.
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Obwohl
die vorstehende Erläuterung
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
und die Variante anhand eines Beispiels erfolgte, bei dem die Leitstrahlposition
zur Korrektur der Anzeige der Fahrzeugposition verwendet wird, ist
die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die
wie vorstehend beschrieben für
zuverlässig
befundene Leitstrahlposition kann auf verschiedene Weise verwendet
werden.
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Obwohl
die vorstehende Erläuterung
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
und die Variante anhand eines Beispiels erfolgte, bei dem die vorliegende
Erfindung auf eine Fahrzeugnavigationsvor richtung angewendet wird,
ist sie nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann neben Fahrzeugnavigationsvorrichtungen
auf unterschiedliche andere Typen von Navigationsvorrichtungen angewendet
werden.
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Obwohl
die vorstehende Erläuterung
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
und die Variante anhand eines Beispiels erfolgte, bei dem die Fahrzeugposition,
die sowohl zuverlässig
als auch hoch genau ist, auf der Grundlage der Leitstrahlposition
und der GPS-Position
festgestellt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses
Beispiel beschränkt
und kann in sämtlichen
Fällen
angewendet werden, in denen eine Vorrichtung, die zur Ermittlung von
Informationen geeignet ist, die hoch zuverlässig, aber nicht hoch genau
sind, und eine Vorrichtung, die zur Ermittlung von Informationen
geeignet ist, die nicht hoch zuverlässig, aber hoch genau sind,
kombiniert werden, um Informationen zu erhalten, die sowohl zuverlässig als
auch hoch genau sind.
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Obwohl
die vorstehende Erläuterung
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
anhand eines Beispiels erfolgte, bei dem das in Japan betriebene Vehicle
Traffic Information Communication System (VICS, Fahrzeugverkehrsinformationskommunikationssystem)
Straßenverkehrsinformationen
liefert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Jede
Art von System, das unter Verwendung von Funkwellenleitstrahlen
und/oder Lichtleitstrahlen Straßenverkehrsinformationen
liefert, kann verfügbar
sein. Ebenso kann ein anderer Typ von Fahrzeugverkehrsinformationskommunikationssystem
verfügbar
sein, das dem VICS ähnelt
und in einem beliebigen anderen Land betrieben wird. Die vorliegende
Erfindung kann nämlich
auf sämtliche Fälle angewendet
werden, in denen unter Verwendung von Funkwellenleitstrahlen, Lichtleitstrahlen oder
derglei chen Informationen gesendet werden, in denen Positionsinformationen
enthalten sind.
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Ebenso
kann eine Informationssendevorrichtung eine andere Vorrichtung als
eine Funkwellenleitstrahlvorrichtung oder eine Lichtleitstrahlvorrichtung sein,
die in Japan verwendet werden. Es kann nämlich jede Art von Vorrichtung
verwendet werden, die Positionsinformationen sendet.
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Die
Informationssendevorrichtung kann auch eine Leitstrahlvorrichtung
an einer Boje im Meer oder in einem Leuchtturm sein. In diesem Fall
kann die vorliegende Erfindung zur Erfassung der Position eines
Schiffs verwendet werden.
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Obwohl
vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsform ein Beispiel erläutert wurde,
bei dem GPS-Signale von GPS-Satelliten
erfaßt
werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die
vorliegende Erfindung kann auf ein kommerzielles Satellitensystem
angewendet werden. Es kann nämlich
jede Art von System verwendet werden, bei dem Positionsinformationen
durch die Nutzung eines Satelliten erhalten werden können.
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Obwohl
das von der Steuerschaltung 3 ausgeführte Steuerprogramm bei der
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß der vorstehend erläuterten Ausführungsform
im ROM 12 gespeichert ist, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf diese Besonderheiten beschränkt. Das Steuerprogramm und
das Installationsprogramm können
auf einem Speichermedium, wie einer CD-ROM 14, vorgesehen
sein.
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Überdies
können
diese Programme über
ein Übertragungsmedium,
wie eine Telekommunikationsleitung, für die das Internet ein typisches
Beispiel ist, bereitgestellt werden. Anders ausgedrückt kann das
Programm in über
ein Sendemedium gesendete Signale umge wandelt werden. 4 zeigt,
wie dies implementiert werden kann. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung 101,
bei der es sich um die vorstehend beschriebene Fahrzeugnavigationsvorrichtung handelt,
hat die Funktion, eine Verbindung zu einer Telekommunikationsleitung 102 herzustellen.
Ein Computer 103 ist ein Server, in dem das zum Steuern der
Fahrzeugnavigationsvorrichtung 101 vorgesehene Steuerprogramm
gespeichert ist. Die Telekommunikationsleitung 102 kann
eine Telekommunikationsleitung zur Herstellung einer Verbindung
mit dem Internet, zur Kommunikation mit einem Personal Computer
oder dergleichen oder eine fest zugeordnete Telekommunikationsleitung
sein. Eine Telekommunikationsleitung 102 ist eine Telefonleitung
oder eine drahtlose Telefonleitung, wie eine Leitung für ein Mobiltelefon.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die
Fahrzeugnavigationsvorrichtung realisiert werden kann, indem das
vorstehend beschriebene Steuerprogramm auf einem Personal Computer
ausgeführt wird.
In diesem Fall können
die Vorrichtung 1 zur Erfassung der aktuellen Position,
die Vorrichtung 9 zum Empfangen von FM-Multiplex-Rundfunk und dergleichen
an spezielle Eingangs-/Ausgangsanschlüsse oder
dergleichen des Personal Computers angeschlossen sein.